CN113653334A - 一种单层金属网壳穹顶结构安装方法 - Google Patents

一种单层金属网壳穹顶结构安装方法 Download PDF

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    • E04B7/102Shell structures

Abstract

本发明涉及建筑工程技术领域,特别涉及一种单层金属网壳穹顶结构安装方法;包括步骤一在待建的单层金属网壳穹顶下方搭设满堂脚手架及操作平台;步骤二将各处节点的下节点板与对应位置的支撑顶丝顶部可拆卸连接;步骤三分出1#‑25#区域;步骤四安装单层金属网壳中心部位1#区域;步骤五依次安装2#‑14#区域;步骤六安装15#‑25#区域,实测15#‑25#区域中处于外层的金属杆到钢环梁的距离,根据实测结果切割H型钢短梁;步骤七拆除满堂脚手架;首先安装中心部位,保证单层金属网壳穹顶的顶部位于中心;用H型钢短梁补充标准长度的金属杆的长度,将偏差累积到H型钢短梁上。

Description

一种单层金属网壳穹顶结构安装方法
技术领域
本发明涉及建筑工程技术领域,特别涉及一种单层金属网壳穹顶结构安装方法。
背景技术
1951年建成的英国“探索”穹顶是世界上最早的金属网壳结构,随着工艺技术的不断发展,节点体系的不断创新,计算分析以及设计水平的提高,金属空间网格结构在诸如体育场馆、会展中心、剧院等公共建筑中得到了广泛的推广和应用。20世纪90年代以来,金属空间网格结构在我国的应用也逐渐增多;目前为止,我国各地已建成了多座包括网壳、网架在内的金属空间网格结构。
但是现有的单层金属网壳穹顶结构的搭建,普遍采用从四周往中心或从一侧往另一侧的搭建方式,由于涉及的搭建面较大,等到了中心处,会有很大的偏差,影响工程质量。
发明内容
本发明针对现有的单层金属网壳穹顶结构搭建的问题,提出了一种单层金属网壳穹顶结构安装方法。
为了达到上述目的,本发明采用的技术方案为:一种单层金属网壳穹顶结构安装方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一在待建的单层金属网壳下方搭设满堂脚手架及操作平台;所述满堂脚手架搭建成中间高四周低的形状;所述单层金属网壳与满堂脚手架水平投影重合;
步骤二在满堂脚手架顶部设置多个支撑顶丝,所述支撑顶丝上部与节点可拆卸地连接;所述支撑顶丝用于支撑单层金属网壳;
步骤三根据设计完成的单层金属网壳穹顶的工程图纸,按照先中心后四周的顺序安装穹顶结构,其中穹顶中心区域为1#区域,所述1#区域为处于中心处的节点12和在节点12周向均衡分布的多个金属杆11组成的多边形区域;
步骤四沿1#区域中心向外逐层分出2#-25#区域,所述2#-25#区域均由多个节点12和多个金属杆11搭建而成;
沿1#区域中心向外逐层分布的多个环形区域,分别设为2#-15#区域;
沿15#区域外侧向前逐层分布的多个弧形区域,分别设为16#-20#区域;沿15#区域外侧向后的逐层分布的多个弧形区域,分别设为21#-25#区域;
步骤五依次安装2#-14#区域;
步骤六安装15#-25#区域;安装节点与金属杆;同时实测#-#区域中处于外层的金属杆到钢环梁的距离,根据实测结果切割H型钢短梁,用以补充金属杆不足的长度;
步骤七拆除满堂脚手架。
优选的,所述支撑顶丝与所述节点数量相同;所述节点包括上节点板和下节点板;所述下节点板与支撑顶丝顶端可拆卸连接。
优选的,所述步骤一和步骤二中满堂脚手架的搭建高度和满堂脚手架顶端所述支撑顶丝的高度之和与单层金属网壳的设计高度相同。
优选的,所述步骤三中安装#区域的金属杆和节点时,复测金属杆相对#区域下节点板的位置,将下节点板从支撑顶丝顶部拆卸;根据工程图纸要求,将所述金属杆与下节点板按图纸要求连接,同时固定上节点板。
优选的,所述步骤五安装2#-14#区域的金属杆和节点时,沿1#区域周向逐层安装,根据工程图纸要求,调整节点与金属杆的位置,并将金属杆与节点固定;
所述步骤六中金属杆和节点安装方法与所述步骤五安装方法相同。
优选的,所述步骤六中切割的H型钢短梁一端与金属杆一端固定连接,另一端焊接到钢环梁上。
优选的,所述钢环梁外侧固定连接有外围钢结构架。
优选的,所述支撑顶丝包括调节螺母、丝杠、球形接头和连接板;所述调节螺母与满堂脚手架顶部的立杆连接,所述调节螺母轴线与所述立杆重合,且所述立杆为空心杆;所述丝杠下端穿过所述调节螺母插入满堂脚手架顶部的立杆中,所述丝杠上端与球形接头的下端固定连接,所述球形接头上端与连接板固定连接;所述连接板与下节点板可拆卸连接。
优选的,所述1#区域为六边形区域;每个所述节点与六个金属杆固定或可拆卸连接;六个所述金属杆沿所述节点周向均匀布置;且相邻金属杆之间相隔60度。
优选的,所述金属网壳为铝合金网壳。
与现有技术相比,本发明的优点和积极效果在于:(1)首先安装单层金属网壳中心部位1#区域,保证单层金属网壳穹顶的顶部位于中心位置;(2)用H型钢短梁补充标准长度的金属杆的长度,实测各个金属杆与钢环梁的距离,根据实测结果切割H型钢短梁,然后进行安装,将偏差累积到单层金属网壳最外层的H型钢短梁上;(3)所述丝杠上端连接有球形接头,所述球形接头上端与连接板固定连接;使用球形接头,连接板可以有一角度的转动,更方便下节点板调整位置。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,
图1为单层金属网壳穹顶结俯视图;
图2为单层金属网壳穹顶结侧视图;
图3为满堂脚手架搭建示意图;
图4为图1中的A处放大图;
图5为图4中B处放大图;
图6为图4中C处放大图;
图7为H型钢短梁与节点连接示意图;
图8为支撑顶丝结构示意图;
图9为1#区域安装示意图;
图10为2#区域安装示意图;
图11为3#-5#区域安装示意图;
图12为6#-10#区域安装示意图;
图13为11#-15#区域安装示意图;
图14为16#-20#区域安装示意图;
图15为21#-25#区域安装示意图;
1-单层金属网壳;11-金属杆,12-节点,121-上节点板,122-下节点板;13-H型钢短梁;
2-外围钢结构架;
3-钢环梁;
4-满堂脚手架;
5-支撑顶丝,51-调节螺母,52-丝杠,53-球形接头,54-连接板;
1#-25#—分别指1#区域-25#区域。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点,下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是,本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施,因此,本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。
实施例
下面结合附图1-15对本发明作进一步的描述,本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种单层金属网壳穹顶结构安装方法,其特征在于,包括已下步骤:
步骤一如图1-4所示,根据已设计完成的单层金属网壳1穹顶的高度,在待建的单层金属网壳1穹顶下方搭设满堂脚手架4及操作平台;所述单层金属网壳1与满堂脚手架4水平投影重合;所述单层金属网壳1包括多个节点12和多个金属杆11;
根据实际工程中单层金属网壳1穹顶的设计要求,利用建模软件设计单层金属网壳1穹顶;将各节点12高度标出,已建成的外围钢结构架2作为单层金属网壳1的基础,在外围钢结构架2的基础上安装单层金属网壳1;外围钢结构架2固定在钢环梁3外侧。
步骤二在满堂脚手架4顶部设置多个支撑顶丝5;所述支撑顶丝5上部与节点12可拆卸连接;所述支撑顶丝5用于支撑单层金属网壳1;
所述支撑顶丝5与所述节点12数量相同;所述节点12包括上节点板121和下节点板122;所述下节点板122与支撑顶丝5顶端可拆卸连接。
支撑顶丝5设置在满堂脚手架4对应节点12的位置;如图1-8所示,所述满堂脚手架4搭建成中间高四周低的形状,满堂脚手架4的搭建高度和满堂脚手架4顶端所述支撑顶丝5的高度之和与单层金属网壳1穹顶的设计高度相同;调整满堂脚手架4顶部支撑顶丝5的高度,直到支撑顶丝5的高度达到该处节点12的高度。
步骤三根据设计完成的单层金属网壳1穹顶的工程图纸,按照先中心后四周的顺序安装穹顶结构,其中穹顶中心区域为1#区域,所述1#区域为处于中心处的节点12和在节点12周向均衡分布的多个金属杆11组成的多边形区域;每个金属杆11两端分别连接两个节点12;1#为由节点12和金属杆11组成的一个多边形钢架;
以1#区域为中心展开后续2#-14#区域金属杆11的安装任务;金属杆11的长度为统一的标准长度。
如图1-9所示,安装单层金属网壳1中心部位1#区域的金属杆11,同时固定好该处的上节点板121;
安装1#区域的金属杆11和节点12时,复测金属杆11相对1#区域外层下节点板122的位置,将下节点板122从支撑顶丝5顶部拆卸;根据工程图纸要求的相邻金属杆11的夹角,将所述金属杆11与下节点板122按图纸要求连接,同时固定上节点板121。
步骤四沿1#区域中心向外逐层分出2#-25#区域,所述2#-25#区域均由多个节点12和多个金属杆11搭建而成;
沿1#区域中心向外的逐层分布的多个环形区域,分别设为2#-15#区域;2#-15#区域为由节点12和金属杆11组成的围成一圈的钢架;
沿15#区域外侧向前的逐层分布的多个弧形区域,分别设为16#-20#区域;沿15#区域外侧向后的逐层分布的多个弧形区域,分别设为21#-25#区域;16#-25#区域为由节点12和金属杆11组成的围成一段弧形钢架。
步骤五如图1-8和10-13所示,安装2#-14#区域的金属杆11和节点12时,沿1#区域周向逐层安装,根据工程图纸要求,调整节点12与金属杆11的位置,并将金属杆11与节点12固定;
安装2#-14#区域涉及的面积大,在安装过程中会有偏差,导致节点12的实际位置设计的位置有一定差距;安装某区域时,根据上一安装区域金属杆11的位置,将下节点板122从支撑顶丝5顶部拆卸,从而调整下节点板122的位置,达到实际中与金属杆11相连的位置,与金属杆11固定,同时固定上节点板121。
以安装2#区域为例:首先将2#区域的下节点板122从支撑顶丝5顶部拆卸,调整下节点板122位置与1#区域金属杆11固定,再将2#区域的金属杆11与2#区域下节点板122相互固定连接,同时固定好该处的上节点板121;同样的方式,安装3#-14#区域其它的节点12与金属杆11。
步骤六如图1-8和13-15所示,安装15#-25#区域,金属杆11和节点12安装方法与所述步骤五安装方法相同;
但是15#-25#区域最外层的需要与钢环梁3连接的金属杆11由于整个单层金属网壳1穹顶的安装偏差全部累积到了最外侧,金属杆11的长度是标准长度,长度不变;导致最外层节点12与钢环梁3之间的距离大于金属杆11的长度;需要添加H型钢短梁作为补充。
实测15#-25#区域中需要与钢环梁3连接的金属杆11到钢环梁3的距离,根据实测结果切割H型钢短梁,用以补充金属杆11不足的长度;切割的H型钢短梁一端与金属杆11一端固定连接,另一端焊接到钢环梁3上;
根据各个节点12与钢环梁3的距离,切割不同长度的H型钢短梁13进行安装,以消除施工过程中产生的累计偏差。
如图6所示,每个所述节点12与六个金属杆11通过螺栓连接或铆接;六个所述金属杆11沿所述节点12周向均匀布置;且相邻金属杆11之间相隔60度。
步骤七拆除满堂脚手架4。
如图8所示,所述支撑顶丝5包括调节螺母51、丝杠52、球形接头53和连接板54;所述调节螺母51固定在满堂脚手架4顶部的立杆上端,所述调节螺母51轴线与所述立杆重合,且所述立杆为空心杆;所述丝杠52下端穿过所述调节螺母51插入满堂脚手架4顶部的立杆中,所述丝杠52上端与球形接头53的下端固定连接,所述球形接头53上端与连接板54固定连接;所述连接板54与下节点板122可拆卸连接。
支撑顶丝5使用时先将丝杠52插入脚手架立杆中,伸出操作平台的立杆高度约1米,并将立杆采用钢管斜支撑加固,然后通过转动丝杠52,在调节螺母51的作用下,将连接板54中心标高调整至节点12设计标高。
上述单层金属网壳1,包括节点12和金属杆11,所述金属网壳为铝合金网壳。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非是对本发明作其他形式的限制,任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其他领域,但是凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化,仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种单层金属网壳穹顶结构安装方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一 在待建的单层金属网壳(1)下方搭设满堂脚手架(4)及操作平台;所述满堂脚手架(4)搭建成中间高四周低的形状;所述单层金属网壳(1)与满堂脚手架(4)水平投影重合;所述单层金属网壳(1)包括多个节点(12)和多个金属杆(11);
步骤二 在满堂脚手架(4)顶部设置多个支撑顶丝(5),所述支撑顶丝(5)上部与节点(12)可拆卸地连接;所述支撑顶丝(5)用于支撑单层金属网壳(1);
步骤三 根据设计完成的单层金属网壳(1)穹顶的工程图纸,按照先中心后四周的顺序安装穹顶结构,其中穹顶中心区域为1#区域,所述1#区域为处于中心处的节点(12)和在节点(12)周向均衡分布的多个金属杆(11)组成的多边形区域;
步骤四 沿1#区域中心向外逐层分出2#-25#区域,所述2#-25#区域均由多个节点(12)和多个金属杆(11)搭建而成;
沿1#区域中心向外逐层分布的多个环形区域,分别设为2#-15#区域;
沿15#区域外侧向前逐层分布的多个弧形区域,分别设为16#-20#区域;沿15#区域外侧向后的逐层分布的多个弧形区域,分别设为21#-25#区域;
步骤五 依次安装2#-14#区域;
步骤六 安装15#-25#区域;安装节点(12)与金属杆(11);同时实测15#-25#区域中处于外层的金属杆(11)到钢环梁(3)的距离,根据实测结果切割H型钢短梁,用以补充金属杆(11)不足的长度;
步骤七 拆除满堂脚手架。
2.根据权利要求1所述的一种单层金属网壳穹顶结构安装方法,其特征在于,所述支撑顶丝(5)与所述节点(12)数量相同;所述节点(12)包括上节点板(121)和下节点板(122);所述下节点板(122)与支撑顶丝(5)顶端可拆卸的连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种单层金属网壳穹顶结构安装方法,其特征在于,所述步骤一和步骤二中满堂脚手架(4)的搭建高度和满堂脚手架(4)顶端所述支撑顶丝(5)的高度之和与单层金属网壳(1)的设计高度相同。
4.根据权利要求3所述的一种单层金属网壳穹顶结构安装方法,其特征在于,所述步骤三中安装1#区域的金属杆(11)和节点(12)时,复测金属杆(11)相对1#区域下节点板(122)的位置,将下节点板(122)从支撑顶丝(5)顶部拆卸;根据工程图纸要求的相邻金属杆(11)之间的夹角,将所述金属杆(11)与下节点板(122)按图纸要求连接,同时固定上节点板(121)。
5.根据权利要求1或4所述的一种单层金属网壳穹顶结构安装方法,其特征在于,所述步骤五安装2#-14#区域的金属杆(11)和节点(12)时,沿1#区域周向逐层安装,根据工程图纸要求,调整节点(12)与金属杆(11)的位置,并将金属杆(11)与节点(12)固定;
所述步骤六中金属杆(11)和节点(12)安装方法与所述步骤五安装方法相同。
6.根据权利要求5所述的一种单层金属网壳穹顶结构安装方法,其特征在于,所述步骤六中切割的H型钢短梁一端与金属杆(11)一端固定连接,另一端焊接到钢环梁(3)上。
7.根据权利要求1或6所述的一种单层金属网壳穹顶结构安装方法,其特征在于,所述钢环梁(3)外侧固定连接有外围钢结构架(2)。
8.根据权利要求2所述的一种单层金属网壳穹顶结构安装方法,其特征在于,所述支撑顶丝(5)包括调节螺母(51)、丝杠(52)、球形接头(53)和连接板(54);
所述调节螺母(51)与满堂脚手架(4)顶部的立杆连接,所述调节螺母(51)轴线与所述立杆重合,且所述立杆为空心杆;所述丝杠(52)下端穿过所述调节螺母(51)插入满堂脚手架(4)顶部的立杆中,所述丝杠(52)上端与球形接头(53)的下端固定连接,所述球形接头(53)上端与连接板(54)固定连接;所述连接板(54)与下节点板(122)可拆卸的连接。
9.根据权利要求7所述的一种单层金属网壳穹顶结构安装方法,其特征在于,所述1#区域为六边形区域;每个所述节点(12)与六个金属杆(11)固定或可拆卸连接;六个所述金属杆(11)沿所述节点(12)周向均匀布置;且相邻金属杆(11)之间相隔60度。
10.根据权利要求1所述的一种单层金属网壳穹顶结构安装方法,其特征在于,所述金属网壳为铝合金网壳。
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